Android权限管理原理（含6.0）

前言

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Android系统在MarshMallow之前，权限都是在安装的时候授予的，虽然在4.3时，Google就试图在源码里面引入AppOpsManager来达到动态控制权限的目的，但由于不太成熟，在Release版本中都是把这个功能给隐藏掉的。在6.0之后，Google为了简化安装流程且方便用户控制权限，正式引入了runtime-permission，允许用户在运行的时候动态控制权限。对于开发而言就是将targetSdkVersion设置为23，并且在相应的时机动态申请权限，在适配了Android6.0的App运行在Android 6.0+的手机上时，就会调用6.0相关的API，不过在低版本的手机上，仍然是按安装时权限处理。

AppOpsManager动态权限管理：官方预演的权限管理

AppOpsManager是Google在Android4.3引入的动态权限管理方式，不过，Google觉得不成熟，所以在每个发行版的时候，总是会将这个功能给屏蔽掉。该功能跟国内的权限动态管理表现类似，这里用CyanogenMod12里面的实现讲述一下，(国内的ROM源码拿不到，不过从表现来看，实现应该类似)。AppOpsManager实现的动态管理的本质是：将鉴权放在每个服务内部，比如，如果App要申请定位权限，定位服务LocationManagerService会向AppOpsService查询是否授予了App定位权限，如果需要授权，就弹出一个系统对话框让用户操作，并根据用户的操作将结果持久化在文件中，如果在Setting里设置了响应的权限，也会去更新相应的权限操作持久化文件/data/system/appops.xml，下次再次申请服务的时候，服务会再次鉴定权限。

举个栗子-定位服务LocationManagerService: CM12源码

App在使用定位服务的时候，一般是通过LocationManager的requestLocationUpdates获取定位，其实是通过Binder请求LocationManagerService去定位。

/android/location/LocationManager.java

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private void requestLocationUpdates(LocationRequest request, LocationListener listener,
    2. 
  
  
  
  
  2.         Looper looper, PendingIntent intent) {
    3. 
  
  
  
  
  3.      ...
    4. 
  
  
  
  
  4.     try {
    5. 
  
  
  
  
  5.         mService.requestLocationUpdates(request, transport, intent, packageName);
    6. 
  
  
  
  
  6.      ...   
    7.

/com/android/server/LocationManagerService.java

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @Override 
    2. 
  
  
  
  
  2. public void requestLocationUpdates(LocationRequest request, ILocationListener listener, 
    3. 
  
  
  
  
  3.         PendingIntent intent, String packageName) { 
    4. 
  
  
  
  
  4.     if (request == null) request = DEFAULT_LOCATION_REQUEST; 
    5. 
  
  
  
  
  5.     checkPackageName(packageName); 
    6. 
  
  
  
  
  6.      
    7. 
  
  
  
  
  7.     int allowedResolutionLevel = getCallerAllowedResolutionLevel(); 
    8. 
  
  
  
  
  8.     checkResolutionLevelIsSufficientForProviderUse(allowedResolutionLevel, 
    9. 
  
  
  
  
  9.             request.getProvider()); 
    10. 
  
  
  
  
  10.     。。。 
    11. 
  
  
  
  
  11.      
    12. 
  
  
  
  
  12.     final int pid = Binder.getCallingPid(); 
    13. 
  
  
  
  
  13.     final int uid = Binder.getCallingUid(); 
    14. 
  
  
  
  
  14.     // providers may use public location API's, need to clear identity 
    15. 
  
  
  
  
  15.     long identity = Binder.clearCallingIdentity(); 
    16. 
  
  
  
  
  16.     try { 
    17. 
  
  
  
  
  17.      
    18. 
  
  
  
  
  18.         checkLocationAccess(uid, packageName, allowedResolutionLevel); 
    19. 
  
  
  
  
  19.  
    20. 
  
  
  
  
  20.         synchronized (mLock) { 
    21. 
  
  
  
  
  21.             Receiver receiver = checkListenerOrIntentLocked(listener, intent, pid, uid, 
    22. 
  
  
  
  
  22.                     packageName, workSource, hideFromAppOps); 
    23. 
  
  
  
  
  23.             if (receiver != null) { 
    24. 
  
  
  
  
  24.                     requestLocationUpdatesLocked(sanitizedRequest, receiver, pid, 
    25. 
  
  
  
  
  25.                                                  uid, packageName); 
    26. 
  
  
  
  
  26.             } 
    27. 
  
  
  
  
  27.         } 
    28. 
  
  
  
  
  28.     } finally { 
    29. 
  
  
  
  
  29.         Binder.restoreCallingIdentity(identity); 
    30. 
  
  
  
  
  30.     } 
    31. 
  
  
  
  
  31. } 
    32.

getCallerAllowedResolutionLevel主要通过调用getAllowedResolutionLevel查询APP是否在Manifest中进行了声明

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private int getCallerAllowedResolutionLevel() {
    2. 
  
  
  
  
  2.     return getAllowedResolutionLevel(Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid());
    3. 
  
  
  
  
  3. }
    4. 
  
  
  
  
  4. 
  
  
  
  
  5.  private int getAllowedResolutionLevel(int pid, int uid) {
    6. 
  
  
  
  
  6.      if (mContext.checkPermission(android.Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION,
    7. 
  
  
  
  
  7.              pid, uid) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
    8. 
  
  
  
  
  8.          return RESOLUTION_LEVEL_FINE;
    9. 
  
  
  
  
  9.      } else if (mContext.checkPermission(android.Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION,
    10. 
  
  
  
  
  10.              pid, uid) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
    11. 
  
  
  
  
  11.          return RESOLUTION_LEVEL_COARSE;
    12. 
  
  
  
  
  12.      } else {
    13. 
  
  
  
  
  13.          return RESOLUTION_LEVEL_NONE;
    14. 
  
  
  
  
  14.      }
    15. 
  
  
  
  
  15.  } 
    16.

checkLocationAccess这里才是动态鉴权的入口，在checkLocationAccess函数中，会调用mAppOps.checkOp去鉴权，mAppOps就是AppOpsManager实例，

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. boolean checkLocationAccess(int uid, String packageName, int allowedResolutionLevel) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     int op = resolutionLevelToOp(allowedResolutionLevel);
    3. 
  
  
  
  
  3.     if (op >= 0) {
    4. 
  
  
  
  
  4.         int mode = mAppOps.checkOp(op, uid, packageName);
    5. 
  
  
  
  
  5.         if (mode != AppOpsManager.MODE_ALLOWED && mode != AppOpsManager.MODE_ASK ) {
    6. 
  
  
  
  
  6.             return false;
    7. 
  
  
  
  
  7.         }
    8. 
  
  
  
  
  8.     }
    9. 
  
  
  
  
  9.     return true;
    10. 
  
  
  
  
  10. } 
    11.

进而通过Binder向AppOpsService服务发送鉴权请求

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1.  public int noteOp(int op, int uid, String packageName) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     try {
    3. 
  
  
  
  
  3.         int mode = mService.noteOperation(op, uid, packageName);
    4. 
  
  
  
  
  4.         if (mode == MODE_ERRORED) {
    5. 
  
  
  
  
  5.             throw new SecurityException(buildSecurityExceptionMsg(op, uid, packageName));
    6. 
  
  
  
  
  6.         }
    7. 
  
  
  
  
  7.         return mode;
    8. 
  
  
  
  
  8.     } catch (RemoteException e) {
    9. 
  
  
  
  
  9.     }
    10. 
  
  
  
  
  10.     return MODE_IGNORED;
    11. 
  
  
  
  
  11. } 
    12.

AppOpsService负责动态权限的鉴定跟更新，接着看noteOperation代码

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @Override
    2. 
  
  
  
  
  2. public int noteOperation(int code, int uid, String packageName) {
    3. 
  
  
  
  
  3.     final Result userDialogResult;
    4. 
  
  
  
  
  4.     verifyIncomingUid(uid);
    5. 
  
  
  
  
  5.     verifyIncomingOp(code);
    6. 
  
  
  
  
  6.     synchronized (this) {
    7. 
  
  
  
  
  7.         Ops ops = getOpsLocked(uid, packageName, true);
    8. 
  
  
  
  
  8.           ...
    9. 
  
  
  
  
  9.           
    10. 
  
  
  
  
  10.         if (switchOp.mode == AppOpsManager.MODE_IGNORED ||
    11. 
  
  
  
  
  11.             switchOp.mode == AppOpsManager.MODE_ERRORED) {
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13.             op.rejectTime = System.currentTimeMillis();
    14. 
  
  
  
  
  14.             op.ignoredCount++;
    15. 
  
  
  
  
  15.             return switchOp.mode;
    16. 
  
  
  
  
  16.            
    17. 
  
  
  
  
  17.         } else if(switchOp.mode == AppOpsManager.MODE_ALLOWED) {
    18. 
  
  
  
  
  18. 
  
  
  
  
  19.             op.time = System.currentTimeMillis();
    20. 
  
  
  
  
  20.             op.rejectTime = 0;
    21. 
  
  
  
  
  21.             op.allowedCount++;
    22. 
  
  
  
  
  22.             return AppOpsManager.MODE_ALLOWED;
    23. 
  
  
  
  
  23.         } else {
    24. 
  
  
  
  
  24.             op.noteOpCount++;
    25. 
  
  
  
  
  25.             
    26. 
  
  
  
  
  26.             userDialogResult = askOperationLocked(code, uid, packageName,
    27. 
  
  
  
  
  27.                 switchOp);
    28. 
  
  
  
  
  28.         }
    29. 
  
  
  
  
  29.     }
    30. 
  
  
  
  
  30.     return userDialogResult.get();
    31. 
  
  
  
  
  31. } 
    32.

在上面的代码里面，1、2是对已经处理过的场景直接返回已授权，或者已经拒绝，而3就是我们常见授权入口对话框，这里是统一在AppOpsServie中进行授权处理的。askOperationLocked会显示一个系统对话框，用户选择授权或者拒绝后，AppOpsServie会将选择记录在案，并通知申请服务提供或者拒绝服务。askOperationLocked通过mHandler发送鉴权Message，看一下实现其实就是新建了一个PermissionDialog授权对话框，并且将AppOpsService的引用传了进去，授权后会通过mService.notifyOperation通知授权结果。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. mHandler = new Handler() {
    2. 
  
  
  
  
  2.             public void handleMessage(Message msg) {
    3. 
  
  
  
  
  3.                 switch (msg.what) {
    4. 
  
  
  
  
  4.                 case SHOW_PERMISSION_DIALOG: {
    5. 
  
  
  
  
  5.                     HashMap data =
    6. 
  
  
  
  
  6.                         (HashMap) msg.obj;
    7. 
  
  
  
  
  7.                     synchronized (this) {
    8. 
  
  
  
  
  8.                         Op op = (Op) data.get("op");
    9. 
  
  
  
  
  9.                         Result res = (Result) data.get("result");
    10. 
  
  
  
  
  10.                         op.dialogResult.register(res);
    11. 
  
  
  
  
  11.                         if(op.dialogResult.mDialog == null) {
    12. 
  
  
  
  
  12.                             Integer code = (Integer) data.get("code");
    13. 
  
  
  
  
  13.                             Integer uid  = (Integer) data.get("uid");
    14. 
  
  
  
  
  14.                             String packageName =
    15. 
  
  
  
  
  15.                                 (String) data.get("packageName");
    16. 
  
  
  
  
  16.                             Dialog d = new PermissionDialog(mContext,
    17. 
  
  
  
  
  17.                                 AppOpsService.this, code, uid,
    18. 
  
  
  
  
  18.                                 packageName);
    19. 
  
  
  
  
  19.                             op.dialogResult.mDialog = (PermissionDialog)d;
    20. 
  
  
  
  
  20.                             d.show();
    21. 
  
  
  
  
  21.                         }
    22. 
  
  
  
  
  22.                     }
    23. 
  
  
  
  
  23.                 }break;
    24. 
  
  
  
  
  24.                 }
    25. 
  
  
  
  
  25.             }
    26. 
  
  
  
  
  26.         }; 
    27.

Android发行版源码对于动态权限管理的支持(几乎为零)

在Android4.3到5.1之间，虽然App可以获得AppOpsManager的实例，但是真正动态操作权限的接口setMode却被隐藏，如下

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /** @hide */
    2. 
  
  
  
  
  2. public void setMode(int code, int uid, String packageName, int mode) {
    3. 
  
  
  
  
  3.     try {
    4. 
  
  
  
  
  4.         mService.setMode(code, uid, packageName, mode);
    5. 
  
  
  
  
  5.     } catch (RemoteException e) {
    6. 
  
  
  
  
  6.     }
    7. 
  
  
  
  
  7. } 
    8.

遍历源码也只有NotificationManagerService这个系统应用使用了setMode，也就是说发行版，只有通知是通过系统的通知管理进行动态管理的。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public void setNotificationsEnabledForPackage(String pkg, int uid, boolean enabled) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     checkCallerIsSystem();
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4.     Slog.v(TAG, (enabled?"en":"dis") + "abling notifications for " + pkg);
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6.     mAppOps.setMode(AppOpsManager.OP_POST_NOTIFICATION, uid, pkg,
    7. 
  
  
  
  
  7.             enabled ? AppOpsManager.MODE_ALLOWED : AppOpsManager.MODE_IGNORED);
    8. 
  
  
  
  
  8. 
  
  
  
  
  9.     // Now, cancel any outstanding notifications that are part of a just-disabled app
    10. 
  
  
  
  
  10.     if (ENABLE_BLOCKED_NOTIFICATIONS && !enabled) {
    11. 
  
  
  
  
  11.         cancelAllNotificationsInt(pkg, 0, 0, true, UserHandle.getUserId(uid));
    12. 
  
  
  
  
  12.     }
    13. 
  
  
  
  
  13. } 
    14.

Android 6.0权限管理原理

Android6.0的runtime-permission机制让用户在任何时候都可以取消授权，因此，每次在申请系统服务的时候，都要动态查询是否获取了相应的权限，如果没有获取，就需要动态去申请，首先先看一下权限的查询：

Android6.0权限查询

support-v4兼容包里面提供了一个工具类PermissionChecker，可以用来检查权限获取情况。

PermissionChecker

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public static int checkPermission(@NonNull Context context, @NonNull String permission,
    2. 
  
  
  
  
  2.         int pid, int uid, String packageName) {
    3. 
  
  
  
  
  3.     if (context.checkPermission(permission, pid, uid) == PackageManager.PERMISSION_DENIED) {
    4. 
  
  
  
  
  4.         return PERMISSION_DENIED;
    5. 
  
  
  
  
  5.     }
    6. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7.     String op = AppOpsManagerCompat.permissionToOp(permission);
    8. 
  
  
  
  
  8.     if (op == null) {
    9. 
  
  
  
  
  9.         return PERMISSION_GRANTED;
    10. 
  
  
  
  
  10.     }
    11. 
  
  
  
  
  11. 
  
  
  
  
  12.     if (packageName == null) {
    13. 
  
  
  
  
  13.         String[] packageNames = context.getPackageManager().getPackagesForUid(uid);
    14. 
  
  
  
  
  14.         if (packageNames == null || packageNames.length <= 0) {
    15. 
  
  
  
  
  15.             return PERMISSION_DENIED;
    16. 
  
  
  
  
  16.         }
    17. 
  
  
  
  
  17.         packageName = packageNames[0];
    18. 
  
  
  
  
  18.     }
    19. 
  
  
  
  
  19. 
  
  
  
  
  20.     if (AppOpsManagerCompat.noteProxyOp(context, op, packageName)
    21. 
  
  
  
  
  21.             != AppOpsManagerCompat.MODE_ALLOWED) {
    22. 
  
  
  
  
  22.         return PERMISSION_DENIED_APP_OP;
    23. 
  
  
  
  
  23.     }
    24. 
  
  
  
  
  24. 
  
  
  
  
  25.     return PERMISSION_GRANTED;
    26. 
  
  
  
  
  26. } 
    27.

这里我们只关心context.checkPermission，从上面对于4.3-5.1的APPOpsManager的分析，我们知道AppOpsManagerCompat本身的一些操作对于权限管理并没有实际意义，只是用来做一些标记，最多就是对于通知权限有些用，接下来看checkPermission：

ContextImple.java

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /** @hide */
    2. 
  
  
  
  
  2. @Override
    3. 
  
  
  
  
  3. public int checkPermission(String permission, int pid, int uid, IBinder callerToken) {
    4. 
  
  
  
  
  4.     if (permission == null) {
    5. 
  
  
  
  
  5.         throw new IllegalArgumentException("permission is null");
    6. 
  
  
  
  
  6.     }
    7. 
  
  
  
  
  7.     try {
    8. 
  
  
  
  
  8.         return ActivityManagerNative.getDefault().checkPermissionWithToken(
    9. 
  
  
  
  
  9.                 permission, pid, uid, callerToken);
    10. 
  
  
  
  
  10.     } catch (RemoteException e) {
    11. 
  
  
  
  
  11.         return PackageManager.PERMISSION_DENIED;
    12. 
  
  
  
  
  12.     }
    13. 
  
  
  
  
  13. } 
    14.

接着往下看

ActivityManagerNative.java

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public int checkPermission(String permission, int pid, int uid)
    2. 
  
  
  
  
  2.         throws RemoteException {
    3. 
  
  
  
  
  3.     Parcel data = Parcel.obtain();
    4. 
  
  
  
  
  4.     Parcel reply = Parcel.obtain();
    5. 
  
  
  
  
  5.     data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
    6. 
  
  
  
  
  6.     data.writeString(permission);
    7. 
  
  
  
  
  7.     data.writeInt(pid);
    8. 
  
  
  
  
  8.     data.writeInt(uid);
    9. 
  
  
  
  
  9.     mRemote.transact(CHECK_PERMISSION_TRANSACTION, data, reply, 0);
    10. 
  
  
  
  
  10.     reply.readException();
    11. 
  
  
  
  
  11.     int res = reply.readInt();
    12. 
  
  
  
  
  12.     data.recycle();
    13. 
  
  
  
  
  13.     reply.recycle();
    14. 
  
  
  
  
  14.     return res;
    15. 
  
  
  
  
  15. } 
    16.

ActivityManagerService

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public int checkPermission(String permission, int pid, int uid) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     if (permission == null) {
    3. 
  
  
  
  
  3.         return PackageManager.PERMISSION_DENIED;
    4. 
  
  
  
  
  4.     }
    5. 
  
  
  
  
  5.     return checkComponentPermission(permission, pid, UserHandle.getAppId(uid), -1, true);
    6. 
  
  
  
  
  6. } 
    7.

进而调用ActivityManager.checkComponentPermission，调用AppGlobals.getPackageManager().checkUidPermission(permission, uid);

ActivityManager.java

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /** @hide */
    2. 
  
  
  
  
  2. public static int checkComponentPermission(String permission, int uid,
    3. 
  
  
  
  
  3.         int owningUid, boolean exported) {
    4. 
  
  
  
  
  4.     // Root, system server get to do everything.
    5. 
  
  
  
  
  5.     
    6. 
  
  
  
  
  6.     
    7. 
  
  
  
  
  7.     if (uid == 0 || uid == Process.SYSTEM_UID) {
    8. 
  
  
  
  
  8.         return PackageManager.PERMISSION_GRANTED;
    9. 
  
  
  
  
  9.     }
    10. 
  
  
  
  
  10.         。。。
    11. 
  
  
  
  
  11.     
    12. 
  
  
  
  
  12.     try {
    13. 
  
  
  
  
  13.         return AppGlobals.getPackageManager()
    14. 
  
  
  
  
  14.                 .checkUidPermission(permission, uid);
    15. 
  
  
  
  
  15.     } catch (RemoteException e) {
    16. 
  
  
  
  
  16.         // Should never happen, but if it does... deny!
    17. 
  
  
  
  
  17.         Slog.e(TAG, "PackageManager is dead?!?", e);
    18. 
  
  
  
  
  18.     }
    19. 
  
  
  
  
  19.     return PackageManager.PERMISSION_DENIED;
    20. 
  
  
  
  
  20. } 
    21.

最终调用PackageManagerService.java去查看是否有权限，到这里，我们只需要知道权限的查询其实是通过PKMS来进行的。心里先有个底，权限的更新，持久化，恢复都是通过PKMS来进行的。

PKMS不同版本的权限查询

Android5.0的checkUidPermission

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public int checkUidPermission(String permName, int uid) {
    2. 
  
  
  
  
  2.         final boolean enforcedDefault = isPermissionEnforcedDefault(permName);
    3. 
  
  
  
  
  3.         synchronized (mPackages) {
    4. 
  
  
  
  
  4.         
    5. 
  
  
  
  
  5.             Object obj = mSettings.getUserIdLPr(UserHandle.getAppId(uid));
    6. 
  
  
  
  
  6.             if (obj != null) {
    7. 
  
  
  
  
  7.                 GrantedPermissions gp = (GrantedPermissions)obj;
    8. 
  
  
  
  
  8.                 if (gp.grantedPermissions.contains(permName)) {
    9. 
  
  
  
  
  9.                     return PackageManager.PERMISSION_GRANTED;
    10. 
  
  
  
  
  10.                 }
    11. 
  
  
  
  
  11.             } else {
    12. 
  
  
  
  
  12.